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2018 Fiscal Year Annual Research Report

ナビゲーションにおける知識発見基盤の整備とヒトの屋内位置推定

Planned Research

Project AreaSystems Science of Bio-navigation
Project/Area Number 16H06539
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

前川 卓也  大阪大学, 情報科学研究科, 准教授 (50447025)

Project Period (FY) 2016-06-30 – 2021-03-31
Keywords生物移動情報学 / バイオロギング / 行動認識 / 機械学習
Outline of Annual Research Achievements

近年のセンサ技術の進展により、ヒトやさまざまな動物の移動データを大規模に取得できるようになりつつあり、移動データから動物のナビゲーション機能を解明することが可能になると期待される。本計画班では、大量に蓄積された移動データから動物の「回避」や「エサの探索」といった移動パターンの分類体系や、刺激による移動パターン変化発現の有無といった知識・法則の発見を支援する基盤の構築および整備を行うとともに、制御工学班と共同で動物に添付する小型多機能ロガーの開発を目指す。
本年度は特に進展のあった人工知能を搭載したバイオロガーに関して報告する。
海洋生物や鳥類に添付するロガーには重量の制限があり、大型のバッテリを搭載することは困難である。そのため、様々なモーダルのセンサを同時に計測する場合や、消費電力の大きなセンサ(カメラなど)で録画する場合は、そのバッテリ持続時間が問題となってきた。
そこで本研究では、行動認識技術をバイオロガーに搭載することで、ロガーのセンサ制御を試みた。具体的には、バイオロガーに搭載された低消費電力なセンサを用いて、生態学者の興味のある行動を自動的にロガー上のコンピュータ上でリアルタイムに認識し、消費電力の大きいセンサ(カメラなど)を選択的に起動することを試みた。
さらに、本技術を青森県蕪島に生息するウミネコや新潟県粟島に生息するオオミズナギドリの観測に適用した。
その結果、行動認識ロガーを用いて興味のある行動を低消費電力で効率的に観測できたことを確認できた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

現在、深層学習を用いた軌跡分析手法や人工知能搭載バイオロガーの実装、それらを用いた実験結果に関する論文執筆を済ませており、現在投稿中であり、ほぼ予定通りの進展となっている。

Strategy for Future Research Activity

青森県蕪島に生息するウミネコ、新潟県粟島に生息するオオミズナギドリ、沖縄県に生息するオオコウモリを対象に新小型ロガーおよびロジックによるデータ取得実験を行う。

  • Research Products

    (19 results)

All 2020 2019 2018

All Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 5 results)

  • [Presentation] Human Activity Recognition with Deep Reinforcement Learning using the Camera of a Mobile Robot2020

    • Author(s)
      Teerawat Kumrai、Joseph Korpela、Takuya Maekawa、Yen Yu、Ryota Kanai
    • Organizer
      IEEE Int'l Conf. on Pervasive Computing and Communications (PerCom 2020)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Preliminary investigation of using deep reinforcement learning to control a mobile robot for human activity recognition2019

    • Author(s)
      Teerawat Kumrai、Joseph Korpela、Takuya Maekawa、Yen Yu、Ryota Kanai
    • Organizer
      情報処理学会 第64回ユビキタスコンピューティングシステム研究会
  • [Presentation] Preliminary Investigation of Visualizing Human Activity Recognition Neural Network2019

    • Author(s)
      Naoya Yoshimura、Takuya Maekawa、Takahiro Hara
    • Organizer
      The 12th International Conference on Mobile Computing and Ubiquitous Networking (ICMU 2019)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Upsampling Inertial Sensor Data from Wearable Smart Devices using Neural Networks2019

    • Author(s)
      Naoya Yoshimura、Takuya Maekawa、Daichi Amagata、Takahiro Hara
    • Organizer
      The 39th IEEE International Conference on Distributed Computing Systems (ICDCS 2019)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Deep learning-aided knowledge discovery from animal behavioral data2019

    • Author(s)
      Takuya Maekawa
    • Organizer
      Neuro 2019
    • Invited
  • [Presentation] Preliminary Investigation of Assembly Work Activity Recognition with Wearable Sensors via Unsupervised Learning2019

    • Author(s)
      Xia Qingxin、Atsushi Wada、Joseph Korpela、Takuya Maekawa、Yasuo Namioka
    • Organizer
      情報処理学会 マルチメディア, 分散, 協調とモバイル(DICOMO2019)
  • [Presentation] 行動認識モデルの転移学習に向けたニューラルネットワークによる特徴抽出の可視化と分析2019

    • Author(s)
      吉村 直也、前川 卓也、原 隆浩
    • Organizer
      情報処理学会 マルチメディア, 分散, 協調とモバイル(DICOMO2019)
  • [Presentation] Preliminary Investigation on Recognizing Environment‐dependent Human Actions using a Fusion of Wi‐Fi Based Place Clustering and Motif Detection from Accelerometer Data2019

    • Author(s)
      Thilina Dissanayake、Takuya Maekawa、Takahiro Hara
    • Organizer
      情報処理学会 マルチメディア, 分散, 協調とモバイル(DICOMO2019)
  • [Presentation] Preliminary Investigation of an Accelerated Algorithm for Unsupervised Assembly-work Activity Recognition with Acceleration Sensors2019

    • Author(s)
      Xia Qingxin、Korpela Joseph、前川 卓也、和田 篤、浪岡 保男
    • Organizer
      電気学会研究会資料 情報システム研究会
  • [Presentation] 深層学習を用いた異種動物横断型移動行動分析の可能性2019

    • Author(s)
      前川卓也
    • Organizer
      日本生態学会 第66回大会
    • Invited
  • [Presentation] センサ・行動認識技術動物の生態の謎に迫る2019

    • Author(s)
      前川卓也
    • Organizer
      情報処理学会第81回全国大会 IPSJ-ONE
    • Invited
  • [Presentation] モモジロコウモリとオオミズナギドリの移動行動データからの頻出ルール発見とその検証2018

    • Author(s)
      田 一鳴、前川 卓也、天方 大地、原 隆浩、松本 祥子、依田 憲、藤岡 慧明、濱井 郁弥、福井 大、飛龍 志津子
    • Organizer
      2018年度 日本動物学会講演会
  • [Presentation] 深層学習を用いた生物移動軌跡の数値的個体属性差による差異の発見支援2018

    • Author(s)
      東出 大輝、前川 卓也、天方 大地、原 隆浩、水谷 友一、鈴木 宏和、依田 憲
    • Organizer
      2018年度 日本動物学会講演会
  • [Presentation] Time-series analysis for animal behavior understanding2018

    • Author(s)
      Takuya Maekawa
    • Organizer
      The 50th ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications
    • Invited
  • [Presentation] 照度計駆動型の映像記録装置のツキノワグマへの装着試験2018

    • Author(s)
      小池 伸介、山崎 晃司、森光 由樹、前川 卓也、鮫島 正樹、正藤 陽久、木村 聡志
    • Organizer
      日本哺乳類学会大会
  • [Presentation] Trajectory analysis of navigation by machine learning: experience-dependent modulation of olfactory behavior in C. elegans2018

    • Author(s)
      Kotaro Kimura、Shuhei Yamazaki、Yosuke Ikejiri、Takuya Maekawa
    • Organizer
      The 41st Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society, poster session
  • [Presentation] Trajectory analysis of bio-navigation by using machine learning: comparison between strains artificially selected for duration of death-feigning in the red flour beetle2018

    • Author(s)
      Takuya Maekawa、Kazuya Ohara、Kentarou Matsumura、Ryusuke Fujisawa、Naohisa Nagaya、Takahisa Miyatake
    • Organizer
      The 41st Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society, poster session
  • [Presentation] Trajectory analysis of bio-navigation by using machine learning: Time-series data analysis in cricket escape behavior2018

    • Author(s)
      Matasaburo Fukutomi、Hisashi Shidara、Kazuya Ohara、Kazuya Nishi、Takuto Sakuma、Takuya Maekawa、Ichiro Takeuchi、Hiroto Ogawa
    • Organizer
      The 41st Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society, poster session
  • [Presentation] 実世界指向AIが引き起こすイノベーション2018

    • Author(s)
      前川卓也
    • Organizer
      第一回ビジネスedgeセミナー「AIは経営とビジネスモデルにどんなイノベーションを起こすのか」
    • Invited

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Published: 2021-01-27  

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